第10章核酸的生物合成ppt课件.ppt

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1、第十章核酸的生物合成基因(gene)：为蛋白质或RNA编码的DNA功能片段，是以碱基排列顺序的方式储存的遗传信息。基因组（genome)：某一物种拥有的全部遗传物质，从分子意义上说，是指全部DNA序列。转录翻译复制DNARNA蛋白质逆转录*中心法则(thecentraldogma)转录翻译复制DNARNA蛋白质逆转录转录翻译复制DNARNA蛋白质逆转录转录翻译复制DNARNA蛋白质逆转录转录翻译复制DNARNA蛋白质逆转录转录翻译复制DNARNA蛋白质逆转录主要内容●DNA的生物合成——复制●RNA的生物合成——转录●蛋白质的生物合成——翻译●基因重组与基

2、因工程第一节DNA的生物合成DNABiosynthesis一、DNA的复制二、逆转录三、DNA的损伤和修复四、多聚酶链式反应（PCR）一、DNA的复制DNA分子是如何通过复制把遗传信息高度保真性地（fidelity）传递给子代细胞的？一、DNA的复制概念：DNA在复制时，以亲代DNA的每一股作模板，合成完全相同的两个双链子代DNA，每个子代DNA中都含有一股亲代DNA链，这种现象称为DNA的半保留复制(semi-conservativereplication)。（一）复制的基本规律1、半保留复制复制亲代DNA子代DNADNA半保留复制示意图Watson和C

3、rick于1953年假定DNA的复制为半保留复制。全保留式　半保留式混合式DNA复制的三种可能方式1958年M.Meselson和F.M.Stall利用同位素15N标记大肠杆菌，首先证明了DNA半保留复制。15N-15N14N-14N15N-14N半保留复制的生物学意义按半保留复制方式，子代DNA与亲代DNA的碱基序列一致，即子代保留了亲代的全部遗传信息，体现了遗传的保守性。遗传的保守性，是物种稳定性的分子基础，但不是绝对的。DNA在复制时，需在特定的位点起始，这是一些具有特定核苷酸排列顺序的片段，即复制起始点(origin)。在原核生物中，复制起始点通常

4、为一个，而在真核生物中则为多个。2.有一定的复制起始点放射自显影证实亲代链解开后立即进行复制，没有发现单链DNA。细菌和酵母菌中DNA复制起始点的碱基序列习惯上把两个相邻DNA复制起始点之间的距离（或DNA片段）定为一个复制子(replicon)。复制子是独立完成复制的功能单位。DNA复制时，局部双螺旋解开形成两条单链，这种叉状结构称为复制叉。起点起点起点起点起点起点3、复制方式E.coil基因结构与复制起点oriterABCA.环状双链DNA及复制起始点B.复制中的两个复制叉C.复制接近终止点(termination,ter)DNA的双向复制示意图DNA

5、聚合酶只能以5'→3'方向聚合子代DNA链，即模板DNA链的方向必须是3'→5'。由于DNA分子中两条链的走向相反，因此当分别以两条亲代DNA链作为模板聚合子代DNA链时，子代链的聚合方向也是不同的。4、半不连续复制35353´5´3´5´解链方向领头链(leadingstrand)随从链(laggingstrand)DNA的半不连续复制3´5´半不连续复制动画冈崎片段：•1968年日本生化学者冈崎用电镜及放射自显影技术，观察到DNA复制中出现一些不连续的片段，将这些不连续的片段称为冈崎片段。•原核生物:1000~2000个核苷酸•真核生物:100

6、~200个核苷酸以3’→5’方向的亲代DNA链作模板的子代链在复制时基本上是连续进行的，其子代链的聚合方向为5’→3’，这一条链被称为领头链(leadingstrand)。以5’→3’方向的亲代DNA链为模板的子代链在复制时则是不连续的，其链的聚合方向也是5’→3’，这条链被称为随从链(laggingstrand)。领头链连续复制而随从链不连续复制，就是复制的半不连续性。（二）DNA复制的体系底物:dNTP(dATP、dGTP、dCTP、dTTP)聚合酶:依赖DNA的DNA聚合酶(DNA-pol)模板:解开成单链的DNA母链引物:提供3'-OH末端的寡核苷

7、酸其他酶和蛋白质因子:拓扑异构酶、解螺旋酶、单链DNA结合蛋白、引物酶、连接酶复制的化学反应(dNMP)n+dNTP→(dNMP)n+1+PPi聚合反应的特点以DNA单链为模板以dDNA为原料引物提供3′－OH聚合方向为5′→3′3´1、拓扑异构E（动画）108局部解链后DNA复制过程中正超螺旋的形成解链过程中正超螺旋的形成解链过程中，DNA分子会过度拧紧、打结、缠绕、连环等现象。拓扑异构酶的作用特点既能水解、又能连接磷酸二酯键拓扑异构酶Ⅰ拓扑异构酶Ⅱ分类拓扑异构E不需要能量或辅助因子如：ATP和NAD＋需要能量或辅助因子如：ATP和NAD＋拓扑异构酶Ⅰ的

8、作用拓扑异构酶Ⅱ的作用通过催化DNA拓扑结构的变化，减少由于解链形